En forskargrupp ledd av Assoc. Prof. Shota Kuwahara från Toho University och Assoc. Prof. Masato Kuwahara vid Nagoya University har utvecklat en ny teknologi som möjliggör skapandet av tredimensionella strukturer av guldnanopartiklar inneslutna i nanokapslar av kiseldioxid.
De sammansatta tredimensionella nanostrukturerna förväntas uppvisa nya fysiska egenskaper, och deras unika optiska egenskaper kan leda till utvecklingen av teknologier som högkänsliga flerfärgssensorer. Resultaten från denna forskning publicerades i Nanoscale Advances .
När de bestrålas med ljus motsvarande lokaliserad ytplasmonresonans, som är beroende av formen på de metalliska nanopartiklarna, kan nanopartiklarna smältas samman av ett starkt elektriskt fält som genereras på ett positionsspecifikt sätt. I den här studien använde forskarna den här tekniken för att konstruera strukturer av högre ordning genom att länka guldnanopartiklar tillsammans, i syfte att utöka deras unika optiska egenskaper.
Hittills har det varit svårt att konstruera högre ordningsstrukturer sammansatta av guldnanopartiklar på grund av den låga kontaktsannolikheten mellan guldnanopartiklar och den begränsade kontaktriktningen.
I denna forskning ökade forskarna sannolikheten för kontakt mellan nanopartiklarna och skapade ett utrymme där guldnanopartiklar kunde kontakta varandra från alla håll, genom att begränsa flera guldnanopartiklar i en kiselkapsel av submikronstorlek med ett mesoporöst kiselskal. Detta är den första rapporten någonsin om framgångsrik tillverkning av en tredimensionell guldnanostruktur.
Elektronenergiförlustspektroskopi (EELS) kartläggningsberäkningar utfördes baserat på scanning transmission elektronmikroskop (STEM) bilder av de tredimensionella guld nanostrukturer erhållna med denna metod. Resultaten avslöjade att olika plasmonmoder genereras beroende på energin i det infallande elektromagnetiska fältet och att positionen för hot spots varierar beroende på plasmonmoden för den tredimensionella strukturen.
Mer information: Ryuichi Yamada et al, Tredimensionell byggnad av anisotropa guldnanopartiklar under inneslutning i submikronkapslar, Nanoscale Advances (2023). DOI:10.1039/D3NA00683B
Tillhandahålls av Toho University
